CN109120096A - 一种双轴高速带误差补偿的线性模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轴高速带误差补偿的线性模组，包括控制器、信号处理器、线性模组基座和伺服驱动器，所述线性模组基座的一侧设置有信号处理器，所述信号处理器远离线性模组基座的一侧设置有控制器；所述线性模组基座的上方左右两侧分别对称设置有滑轨，两个所述滑轨的内部设置有滑块，所述线性模组基座的内部中间位置设置有丝杆，所述丝杆的一侧设置有第一固定轴；本发明通过双轴（两侧固定轴，中间为丝杆）机械设计方案，能够确保机械运动的稳定性；且带有误差补偿设计，可以确保原件具有高精密度、可逆性、高效率的特点，也正是这种可逆的特点，使得设备在运转过程中可以得到高速高精度的保证。
Description
技术领域
本发明属于线性模组技术领域，具体涉及一种双轴高速带误差补偿的线性模组。
背景技术
线性模组其主要功能是将旋转运动转化成直线运动，或者可以将原件的扭矩转换成轴向反复作用力，进而使得许多大型机械设备的工作效率有效提升；随着工业化进程的发展，已逐渐应用在多个领域，比如激光机行业，硅片切割机，激光切割机，激光雕刻机，产业机械，塑料机械，印刷机械，造纸机械，纺织机械，食品加工机械，木工机械，3D打印机，量测设备，电子设备以及医疗设备等，应用前景广泛，虽然现有线性模组的生产工艺正日益纯熟，但仍有部分不足待改进。
现有技术的线性模组存在以下问题：传统线性模组大多为单轴且中间为丝杆的结构，此种结构设计虽然能提升机械设备的工作效率，但机械稳定性能差。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种双轴高速带误差补偿的线性模组，具有高速度、高精度、静音、运行流畅、可适用于恶劣环境的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双轴高速带误差补偿的线性模组，包括控制器、信号处理器、线性模组基座和伺服驱动器，所述线性模组基座的一侧设置有信号处理器，所述信号处理器远离线性模组基座的一侧设置有控制器；
所述线性模组基座的上方左右两侧分别对称设置有滑轨，两个所述滑轨的内部设置有滑块，所述线性模组基座的内部中间位置设置有丝杆，所述丝杆的一侧设置有第一固定轴，且丝杆的另一侧设置有第二固定轴，所述第一固定轴、丝杆和第二固定轴的中心位置处设置有滑台，所述第一固定轴远离丝杆的一侧设置有光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器共设置有三个，三个所述光栅尺位移传感器分别安装在线性模组基座的两端以及中心位置，所述丝杆的一侧设置有限位开关，且丝杆的另一侧设置有伺服驱动器。
优选的，所述光栅尺位移传感器由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，所述标尺光栅安装在第一固定轴的表面，所述光栅读数头安装在线性模组基座的内侧表面，所述标尺光栅与光栅读数头成对应位置设置。
优选的，所述控制器与信号处理器、信号处理器与光栅尺位移传感器、伺服驱动器与光栅尺位移传感器以及限位开关与光栅尺位移传感器之间均通过信号线电性连接，所述控制器、信号处理器、伺服驱动器、限位开关和光栅尺位移传感器与信号线之间通过I/O接口固定连接。
优选的，所述伺服驱动器的外部为防爆外壳，且伺服驱动器的内部设置有散热装置。
优选的，所述信号处理器远离I/O接口的一侧设置有显示屏。
优选的，所述线性模组基座与丝杆之间通过轴承转动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过双轴（两侧固定轴，中间为丝杆）机械设计方案，能够确保机械运动的稳定性；且带有误差补偿设计，可以确保原件具有高精密度、可逆性、高效率的特点，也正是这种可逆的特点，使得设备在运转过程中可以得到高速高精度的保证。
2、本发明设有动态检测装置，传感器分布于模组两头及中心部位，通过I/O接口与伺服驱动器、光栅尺以及限位开关连接，适时传递给控制器修正因机械磨损带来的误差，使得线性模组具有高速度，高精度，静音以及运行顺畅的特点，在一些高灰尘、恶劣环境中同样能够使用，提高了线性模组的适用范围。
附图说明
图1为本发明整体设备构造的结构示意图。
图2为本发明设备内部构造的结构示意图。
图中：1、控制器；2、信号处理器；21、I/O接口；22、显示屏；3、线性模组基座；31、滑轨；32、滑块；33、第一固定轴；34、滑台；35、丝杆；36、第二固定轴；37、限位开关；38、光栅尺位移传感器；4、伺服驱动器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供以下技术方案：一种双轴高速带误差补偿的线性模组，包括控制器1、信号处理器2、线性模组基座3和伺服驱动器4，线性模组基座3的一侧设置有信号处理器2，信号处理器2远离线性模组基座3的一侧设置有控制器1；
线性模组基座3的上方左右两侧分别对称设置有滑轨31，两个滑轨31的内部设置有滑块32，线性模组基座3的内部中间位置设置有丝杆35，线性模组基座3与丝杆35之间通过轴承转动连接，为了方便丝杆35转动，丝杆35的一侧设置有第一固定轴33，且丝杆35的另一侧设置有第二固定轴36，第一固定轴33、丝杆35和第二固定轴36的中心位置处设置有滑台34，第一固定轴33远离丝杆35的一侧设置有光栅尺位移传感器38，光栅尺位移传感器38由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，标尺光栅安装在第一固定轴33的表面，光栅读数头安装在线性模组基座3的内侧表面，标尺光栅与光栅读数头成对应位置设置，为了方便测量第一固定轴33的磨损量，光栅尺位移传感器38共设置有三个，三个光栅尺位移传感器38分别安装在线性模组基座3的两端以及中心位置，丝杆35的一侧设置有限位开关37，且丝杆35的另一侧设置有伺服驱动器4，伺服驱动器4的外部为防爆外壳，且伺服驱动器4的内部设置有散热装置，为了延长伺服驱动器4的使用寿命，控制器1与信号处理器2、信号处理器2与光栅尺位移传感器38、伺服驱动器4与光栅尺位移传感器38以及限位开关37与光栅尺位移传感器38之间均通过信号线电性连接，控制器1、信号处理器2、伺服驱动器4、限位开关37和光栅尺位移传感器38与信号线之间通过I/O接口21固定连接，为了方便信号传输，信号处理器2远离I/O接口21的一侧设置有显示屏22，为了方便显示磨损量的数值以便工作人员了解。
本发明中光栅尺位移传感器38为已经公开的广泛运用于日常生活的已知技术，其工作原理为：是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，本实施例选用的型号为SM50。
本发明的工作原理及使用流程：本发明第一固定轴33和第二固定轴36对称分布在线性模组基座3内部的左右两侧，丝杆35分布在线性模组基座3内部的中间位置处，此种机械设计方案能够确保机械运动的稳定性和高速度；安装好过后，线性模组开始作业，伺服驱动器4带动丝杆35动作，丝杆35带动滑台34高速动作，滑台34带动滑块32动作，即带动机械设备运行，运行过程中利用光栅尺位移传感器38时刻测量第一固定轴33的磨损量，然后将磨损值传送至信号处理器2，该信号处理器2转换信号格式，并进行放大以及滤波等处理后，再提供至控制器1，接着控制器1将磨损量与标准值进行对比，有误差后进行误差补偿值的运算，最后修正因机械磨损带来的误差，使得线性模组具有高速度，高精度，静音以及运行顺畅的特点，在一些高灰尘、恶劣环境中同样能够使用，提高了线性模组的适用范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种双轴高速带误差补偿的线性模组，包括控制器（1）、信号处理器（2）、线性模组基座（3）和伺服驱动器（4），其特征在于：所述线性模组基座（3）的一侧设置有信号处理器（2），所述信号处理器（2）远离线性模组基座（3）的一侧设置有控制器（1）；
所述线性模组基座（3）的上方左右两侧分别对称设置有滑轨（31），两个所述滑轨（31）的内部设置有滑块（32），所述线性模组基座（3）的内部中间位置设置有丝杆（35），所述丝杆（35）的一侧设置有第一固定轴（33），且丝杆（35）的另一侧设置有第二固定轴（36），所述第一固定轴（33）、丝杆（35）和第二固定轴（36）的中心位置处设置有滑台（34），所述第一固定轴（33）远离丝杆（35）的一侧设置有光栅尺位移传感器（38），所述光栅尺位移传感器（38）共设置有三个，三个所述光栅尺位移传感器（38）分别安装在线性模组基座（3）的两端以及中心位置，所述丝杆（35）的一侧设置有限位开关（37），且丝杆（35）的另一侧设置有伺服驱动器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种双轴高速带误差补偿的线性模组，其特征在于：所述光栅尺位移传感器（38）由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，所述标尺光栅安装在第一固定轴（33）的表面，所述光栅读数头安装在线性模组基座（3）的内侧表面，所述标尺光栅与光栅读数头成对应位置设置。
3.根据权利要求1所述的一种双轴高速带误差补偿的线性模组，其特征在于：所述控制器（1）与信号处理器（2）、信号处理器（2）与光栅尺位移传感器（38）、伺服驱动器（4）与光栅尺位移传感器（38）以及限位开关（37）与光栅尺位移传感器（38）之间均通过信号线电性连接，所述控制器（1）、信号处理器（2）、伺服驱动器（4）、限位开关（37）和光栅尺位移传感器（38）与信号线之间通过I/O接口（21）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种双轴高速带误差补偿的线性模组，其特征在于：所述伺服驱动器（4）的外部为防爆外壳，且伺服驱动器（4）的内部设置有散热装置。
5.根据权利要求1或3所述的一种双轴高速带误差补偿的线性模组，其特征在于：所述信号处理器（2）远离I/O接口（21）的一侧设置有显示屏（22）。
6.根据权利要求1所述的一种双轴高速带误差补偿的线性模组，其特征在于：所述线性模组基座（3）与丝杆（35）之间通过轴承转动连接。
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